GB/T28878.7-2016
空间科学实验转动部件规范第7部分：可靠性试验
Specificationoftherotatingcomponentinspacescienceexperiments—Part7：Reliabilitytest
- 中国标准分类号（CCS）V22
- 国际标准分类号（ICS）49.035
- 实施日期2016-11-01
- 文件格式PDF
- 文本页数14页
- 文件大小395.79KB
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空间科学实验转动部件规范第7部分：可靠性试验
国家标准 GB/T28878.7一2016 空间科学实验转动部件规范 第7部分:可靠性试验 Specifieationoftherotatingcomponentinspaceseieneeexperiments Part7:Reliabilitytest 2016-08-29发布 2016-11-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T28878.7一2016 目 次 前言 范围 规范性引用文件 试验分类和项目 3.1 概述 3.2试验项目 试验要求 受试部件标识 4. 4.2试验场所 试验程序 4.3 4.技术状态 4.5故障的处理 4.6修改、返修和重新测试 试验内容 例行可靠性试验 5.1 5.2高低温启动试验 5.3真空冷焊试验 5.！寿命验证试验 附录A(资料性附录空间科学实验转动部件寿命验证试验统计方案和可靠性参数估计 参考文献
GB/T28878.7一2016 前 言 GB/T28878《空间科学实验转动部件规范》分为以下10个部分 -第1部分:设计总则; 第2部分;润滑设计要求; 第3部分:滚动轴承验收; 第4部分;润滑油验收 第5部分;电机验收3 第6部分;性能测试; 第7部分可靠性试验; 第8部分;装配 第9部分:交付 第10部分;储存复验
本部分为GB/T28878的第7部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本部分由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(sAc/Tc312)归口
本部分起草单位;科学院上海技术物理研究所
本部分主要起草人;杨溢、王伟成、王晨飞
GB/T28878.7一2016 空间科学实验转动部件规范 第7部分:可靠性试验 范围 GB/T28878的本部分规定了空间科学实验装置转动部件的可靠性试验项目、方法和程序,以及试 验条件制定、试验周期确定的方法和可靠性试验的实施程序 本部分适用于空间科学实验装置转动部件地面进行的可靠性试验
其他有效载荷和空间飞行器平 台转动部件的可靠性试验可参照使用
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GJB451可靠性维修性保障性术语 GJB899可靠性鉴定和验收试验 试验分类和项目 3.1概述 本部分所涉及的可靠性试验包括设计(工艺)验证试验、初样阶段或定型阶段可靠性指标验证试验、 正样阶段或产品批阶段可靠性水平验证试验和寿命验证试验
可靠性试验的策划实施和评估应符合 GJB451和GJB899的要求 其中,设计(工艺)验证试验,初样阶段或定型阶段可靠性指标验证试验、正样阶段或产品批阶段可 靠性水平验证试验,寿命验证试验内容见表1 表1试验分类和内容 试验类别 试验内容 在设计阶段,采用抽样试验方案,在实验室内模拟使用任务剖面所遇到的最严酷的环境 设计工艺验证和工作条件,即鉴定试验条件适当加严,施加应力
新研制的转动部件应进行本试验,且应在可靠性鉴定试验、可靠性验证试验和寿命验证 试验 试验前进行
本试验可与部件所属机构或整机的工程研制试验结合进行 在设计定型阶段,采用抽样试验方案,在实验室内模拟使用任务剖面所遇到的最坏的环 初样阶段或定型阶 境和工作条件,施加应力
段可靠性指标验证 本试验可与部件所属机构或整机的鉴定试验结合进行
当设计(工艺)更改后宜重新进 试验 行可靠性鉴定试验 正样阶段或产品批 在产晶批生产阶段,采用全数试验(100%抽样)方案,在实验室内模拟使用任务剖面所遇 阶段可靠性水平验到的实际环境和工作条件,施加应力 本试验可与部件所属机构或整机的验证试验结合进行 证试验 在研制阶段,采用抽样试验方案,在实验室内模拟使用任务剖面所遇到的实际环境和工 寿命验证试验 作条件,施加应力
必要时,在产品交付使用前后可抽样进行寿命验证试验 本试验可与部件所属机构结合进行
GB/T28878.7一2016 3.2试验项目 设计工艺)验证性试验,初样阶段或定型阶段可靠性指标验证试验,正样阶段或产品批阶段可靠性 水平验证试验项目见表2,试验的具体要求见5.l;寿命验证试验具体要求见5.4
表2试验项目 初样阶段或定型阶段 正样阶段或产品批阶段 设计(工艺)验证性 试验名称 试验 可靠性指标验证试验 可靠性水平验证试验 专项试验" 加速度 冲击 正弦振动 随机振动 常压热循环 热真空 高低温启动 真空冷炽 EMC 注: 必做项目;选做项目;不做项目 专项试验包括动平衡测试,运行振动频谱测试,热匹配验证试验,耐潮湿性能试验,转速稳定性检测,油膜电阻 检测,摩擦力矩测试,最坏情况驱动余量测试等,具体试验项目可根据产品及使用特点选定,应在可靠性研制 试验计划中规定
试验要求 受试部件标识 4.1 受试空间科学实验转动部件(以下简称受试部件)及其附件应具有清晰可辨的唯一标识,该标识在 试验中均不能发生失落、污损现象
4.2试验场所 试验应在具有空间设备试验资质的单位或部门进行,试验前应出具试验设备完好性和计量仪器的 标定校正结果
4.3试验程序 可靠性试验程序为 编制试验大纲和实施细则,并经委托方认可; a b)受试部件性能参数测试及状态检查; 试验设备,测试仪器的检查,构建试验及检测系统; c d实施并完成试验; 受试部件试验后性能参数的复测或复检;
GB/T28878.7一2016 f 试验结果的判定 g形成试验报告,并进行试验总结
4.4技术状态 受试部件的设计技术状态确定、工艺技术状态稳定
受试部件的设计和工艺技术状态已确定的情况下,进行可靠性鉴定试验、可靠性验收试验和寿命验 证试验,且受试部件应与产品技术状态一致且性能指标达到了设计要求,否则应进行其试验有效性的 确认
寿命验证试验一般在验收级环境试验合格后进行
若两者有个别局部状态不一致,则必纵确认其 不影响寿命验证试验的有效性
4.5故障的处理 试验中,应按试验大纲的要求,对监控测试要严格、及时;对故障记录要详细、认真;对故障分析要深 人、细致;对故障处理要慎重、准确
处理的程序和要求如下 a)试验过程中发生任何故障均应详细记录; b)故障如属于非考核的转动部件(如测试系统或电机电源)故障,则排除后可继续试验; 故障如是转动部件故障,则参见GJB1452中航天相关产品质量问题归零,视结论决定是否重 c 新开始试验 d)对于多台转动部件(同步)试验方案,发生故障时(除寿命验证试验),所有受试部件同时终止 试验
4.6修改、返修和重新测试 在寿命周期内,转动部件修改,返修和重新测试要求如下 a)转动部件在研制过程中可对设计、工艺和材料进行局部修改,即局部技术状态更改; 修改和重新加工的转动部件可不重复已完成的各项工程研制试验和部分寿命试验,除非更改 b 导致此前的试验数据无效 e)所有设计和工艺更改完成后的转动部件产品必须通过鉴定试验; d)交付后处于存储期内的转动部件产品,宜定期进行性能测试;使用前应验证并确认其性能 完好
试验内容 5.1例行可靠性试验 例行可靠性试验包括加速度试验、冲击试验、正弦振动、随机振动,常压热循环,热真空试验和EMC试 验
上述各项试验方法和试验要求依据委托方制定的可靠性和环境试验大纲或相关标准确定
5.2高低温启动试验 5.2.1试验方法 高低温启动试验方法为: 本试验应与热真空试验同时进行,除非试验大纲规定可在常压热循环试验中进行; a b启动次数和间隔应在试验大纲中规定
GB/T28878.7一2016 5.2.2试验要求 高低温启动试验要求为: a)试验分别在高温工况和低温工况稳定状态下进行 b启动时应对受试部件的性能进行监测并记录
5.3真空冷焊试验 5.3.1试验方法 真空冷焊试验方法为 a)真空度;优于1×10-Pa; b)试验工况通常分为高温工况和低温工况
高温工况中,部件温度为产品任务书规定的最高工 作温度;低温工况中,部件温度为产品任务书规定的最低工作温度 极端高(低)温保持时间:不小于6h
5.3.2试验要求 真空冷媒试验要求为 a)设计和工艺技术状态未确定前,对转动部件摩擦副批次相同材料试样进行试验; b)试样防冷焊措施应符合设计状态; 密封部件进行真空冷焊试验时,应为非密封状态; c d)试验应在洁净的无油真空容器中进行,试验前应按要求对试样表面进行清洁、干燥处理; 试样应在实际负载和温度或适当加严条件下保持24h后,实施试样的“分离-压合”动作,间隔 时间;每4h动作一次,共计3次 5.4寿命验证试验 5.4.1试验方法 寿命验证试验方法为 a)在真空环境下试验时,真空度一般优于10-Pa,瞬态不大于0.1Pa;受试部件温度场分布应符 合在轨工况 b)适用时,可在常压常温下进行试验 受试部件负载应符合在轨工况 C 5.4.2试验要求 寿命验证试验要求为: a)寿命验证试验一般在产品交付前完成
适用时,可与产品在轨运行同步进行; b 采用油润滑的试件转动速度一般按1:1或等效1:1条件进行试验;采用固体润滑的试件可 考虑加速寿命验证试验(加速因子的选取参见A.5) 按试验大纲,试验细则要求进行数据采集和记录; 试验数据的统计方法可按附录A确定 D 适用时,可中断试验,对试件运行状态进行评估 试验时间达到设计寿命时,宜继续进行试验,直至验证可靠性指标所需无故障试验时间终止或 受试部件寿命终结
GB/T28878.7一2016 5.4.3寿命定量验证 转动部件设计寿命的可靠度评估,应着重于综合可靠性设计、可靠性试验、研制过程质量控制以及 同类转动部件的在轨运行情况,并辅之于本次寿命验证试验给出,本次寿命验证试验不是唯一依据
统 计结果可作为判定转动部件寿命特性的辅助定量依据
5.4.4寿命验证试验的继续和终止 寿命验证试验中,试验的继续和终止遵循以下原则 需要时可以中止试验,对试验件进行拆检分析,根据记录的试验数据并结合拆检分析结果,对 a 试件寿命进行评价
评价结束后,在不影响受试产品性能参数的前提下,可重新装配并继续进 行寿命验证试验; 试验时间宜超过在轨额定寿命终止试验,加迷寿命试验根据技术协议规定 b 额定寿命验证试验期满后,如果条件允许可继续进行试验,对于数据采集和记录的要求不变 c) D 试验延绩至验证可靠性指标所嘴无故敞试验时间终止或受试部件寿命终结
GB/T28878.7一2016 附 录A 资料性附录 空间科学实验转动部件寿命验证试验统计方案和可靠性参数估计 A.1概述 本附录给出了转动部件寿命验证试验的统计方案及其抽样特性,为寿命验证试验选择统计方案,进 行判决和估计提供依据
试验统计原理可参见GB/T5080.1一2012
A.2统计方案的选择 统计方案类别选择 A.2.1 统计方案以产品故障前工作时间符合威布尔分布的假设为基础.分以下几种 a)定时截尾试验统计方案; b 性能退化试验统计方案; e)加速寿命试验统计方案 若合同或产品规范要求进行寿命验证试验,提供寿命的验证值,可选用定时截尾试验统计方案
若固体润滑转动部件采用加速寿命验证试验,可选用加速寿命试验统计方案
若转动部件试验中所检测的性能参数具有一定规律的退化特性时,宜采用性能退化统计方案,减少 定量验证风险
A.2.2选择统计方案时应考虑的因素 转动部件的可靠性试验选择统计方案时,应综合考虑下列因素: a)转动部件的润滑类型与材料; 转动部件的成熟程度、预期寿命及可靠性定量指标; b e转动部件产品的进度要求及可做试验的时间 d)类似产品的验证值
A.2.3统计方案参数的选择 A.2.3.1样本大小 受试部件的数量应按产品规范中的相关规定
A.2.3.2试验时间 定时截尾试验的时间在产品规范中规定,或者进行到总试验时间达到统计方案可以达到验证可靠 性定量指标为止
加速寿命试验和性能退化试验,应进行到总试验时间达到统计方案可以达到验证可靠性定量指标 为止
A.2.3.3置信度 置信度是构成统计方案的基本参数
置信度越高,总试验时间越长
通常由产品任务书和产品规 范规定
GB/T28878.7一2016 A.2.3.4产品性能及评定判决 应按产品任务书或产品规范中的性能要求确定所应检测的性能参数及其合格限,并将这些参数及 其合格限纳人相应的试验细则
应根据试验大纲来评价受试产品性能的试验数据、故障数及总试验 时间
A.3定时截尾试验统计方案 由于空间科学实验转动部件受试部件的样本量极小,定时截尾试验统计方案均基于Bayes方法
设验证试验为定时截尾试验有n(n>2)个样本,截尾时间为4ils, ,l,l士,,t.川为样本量， 人为失效数)
由于截尾时间前n个样本个失效,从而试验样本的似然函数见式A.1) exp l")-旧"I" A.1 式中: D -寿命验证试验信息; 形状参数; 1 尺度参数
转动部件的可靠度函数见式(A.2) R()=P(T>)=1一F(t)=exp一 (A.2 [H>" 设通常m7未知,工程中一般取>0,1<川<3 设R为负对数伽马分布见式(A.3) 开(Rla,b)=， 而" [-ln(R.)1.,(0
GB/T28878.7一2016 A.4加速寿命试验统计方案 固体润滑球轴承转动部件作为典型的空间科学实验转动部件,工作在轻载低速工况下,其寿命主要 取决于轴承套圈滚道层状固体润滑膜的寿命
转动部件固体润滑球轴承的磨损失效模型见式(A.12) W rmd8 T A.12 Ks力;w" 式中: 球轴承固体润滑膜寿命; w -轴承滚道固体润滑膜最大允许的体积磨损量; K -与润滑膜材质、工况条件、轴承力学特性和几何参数等相关 球与滚道赫兹接触区的最大接触应力; b0 轴承转速; 接触应力影响指数; 转速影响指数
W ra 若接触应力，不变,轴承寿命仅为轴承转速u的函数,其中K Kp 对固体润滑球轴承转动部件进行加速寿命试验,推算转动部件在正常工作条件下的寿命
选择转 动部件转速作为加速寿命试验的加速应力
在不改变转动部件失效模式和失效机理的条件下,经预试 验评估,选取加速应力
转动部件的可靠度丽数见式(A.2). 固体润滑球轴承转动部件的加速寿命试验的加速方程见式(A.13) A.13 ln=4十blno 式中: 待定系数,通过加速寿命试验数据处理推算获得
a,6 固体润滑球轴承转动部件采用恒定应力加速寿命试验方达宜采用完全寿命试验(即试验进行到各 加速应力水平下参试部件都失效即停止),并作如下假设 在各加速应力水平和正常应力水平下,固体润滑球轴承转动部件寿命均服从威布尔分布 a b)在各加速应力水平和正常应力水平下,固体润滑球轴承转动部件的故障模式和故障机理不变 即形状参数m保持不变; 特征寿命》和转速应力山满足式(A.13)
c 若固体润滑球轴承转动部件的正常应力水平为o,加速应力水平为.(i=1,2,,k)
各应力水 平下,受试部件的样本量分别为n.(i=1,2,, 选取最低加速应力水平o时,在满足预期试验时间的条件下尽可能接近o;在选取最高加速应力 水平o，时,需充分考虑固体润滑球轴承可承受的最高转速以及轴承的温升
A.5性能退化试验统计方案 由于在相同样本量、相同试验条件下,试验中记录的性能退化数据量远大于寿命数据量,在一定程 度上能提高评估精度
假设在一批产品(同一母体)中随机抽取n个样本,由退化试验获得退化数据
在定时截尾试验 中,指定1la,,l为测试时间点,对每个样本的退化量r进行测量并记录,直至样本退化量r超过 失效阔值D试验达到截尾时间
退化数据表示为式A.l4):
GB/T28878.7一2016 =l1,2, (A.14 r;; ,nj=l,2,,k 式中 第i个样本的测量次数
在实际问题中,由于存在测量误差等因素,第i个样本在时刻的退化量可由式(A.15)表示:
A.15 工ri(())=E.(())十e 式中 第i个样本在1，时刻的测量误差,e(t))N(0,d); e E.(G) -第i个样本的真实值; 第j次测量的时间 若，时刻产品的退化量为.((),当退化量增长退化到失效阔值D时,产品发生失效,对应的时间即 为产品的失效时间(寿命),可以表述为式(A.l6) (A.16 T(D)=inf';r()=D;/>03 根据寿命变量的定义,产品的退化失效模型,即失效分布函数为式(A.l7) (A.17 F(lD)=PT(D)< 根据退化失效定义,当退化量增长型时推导出退化失效模型与退化量分布函数为式(A.18) A.18) F()=F(l|D)=P{T(D)<}=P{r()>D=1一H(r;) 有！值,即可由式(A.18)得到对应的可靠度的点估计
10o
GB/T28878.7一2016 参 考 文 献 [1]GB/T5080.1一2012可靠性试验第1部分;试验条件和统计检验原理 [2]GB1452大型试验质量管理要求 [3]李新立,刘志全,遇今,航天器机构固体润滑轴承的加速寿命试验方法[].航天器工程,2008， 17(5):82-87. [4]茹诗松,汤银才,周玲玲.可靠性统计[M].北京:高等教育出版社,2008. [5 周源泉,翁朝哦
可靠性评定[M].北京;科学出版社,1990. 门同正伐航天可靠性工程[M.北京,字航出版社.,2007
空间科学实验转动部件规范第7部分：可靠性试验GB/T28878.7-2016
随着空间科学的不断发展和实验的进行，转动部件在其中起到了至关重要的作用。因此，对这些部件的可靠性进行试验成为了一项必要的工作。而GB/T28878.7-2016则为这项工作提供了指导。 该规范主要包括可靠性试验的目的、试验条件、试验方法、试验结果处理等内容。其中，试验条件包括环境条件、装配状态、运行状态等多个方面；试验方法则包括功能试验、寿命试验、可靠性增长试验等多种方式；试验结果处理则包括试验数据记录、试验数据处理等。 通过遵守GB/T28878.7-2016的规定，可以使得转动部件的可靠性试验更加标准化、科学化。同时，也可以提高试验的准确性和可靠性，为科学实验的顺利进行提供有力的保障。 总之，GB/T28878.7-2016为空间科学实验转动部件的可靠性试验提供了标准，可以为该领域的研究者提供更加科学、规范的工作指南。
